La célula está rodeada por una membrana que la separa del medio externo, cuyo interior es distinto al medio que lo rodea
La membrana plasmática ayuda a mantener un entorno interno que sustenta la vida mediante la regulación del paso de materiales dentro y fuera de la célula
Membranas biológicas
Complejas, su dinámica estructura está hecha de moléculas de lípidos y proteínas que se encuentran en constante movimiento
Realizan distintas funciones como regular el paso de materiales, dividir la célula en compartimientos, servir como superficie para reacciones químicas, comunicación con otras células y transmitir señales entre el medio ambiente y el interior de la célula
Actúan en el sistema de transferencia y almacenamiento de energía
Fosfolípidos
Tipo de lípido responsable de las propiedades físicas de las membranas biológicas, cuyas propiedades suelen ser únicas como formar estructuras en bicapas
Estructura de los fosfolípidos
1. Dos cadenas de ácidos grasos unidos a dos de los tres átomos de carbono de una molécula de glicerol
2. El tercer carbono del glicerol está unido al grupo fosfato, cargado negativamente
Moléculas anfipáticas
Presentan distintas regiones hidrofílicas e hidrófobas
Todos los lípidos que constituyen las membranas biológicas tienen características anfipáticas
Formación de bicapas de fosfolípidos
Debido a que una parte de su estructura se asocia libremente con el agua y el otro extremo no, su orientación más estable dentro del agua resulta en la formación de una estructura de bicapa
Las cabezas o región hidrofílica de los fosfolípidos están en contacto con el medio acuoso, mientras que las colas aceitosas, debido a las cadenas hidrófobas de los ácidos grasos, se encuentran confinadas o inmersas hacia el interior de la estructura lejos de la molécula de agua
Modelo de mosaico fluido
Las membranas biológicas se fusionan y forman vesículas cerradas
Proteínas integrales y periféricas
Las proteínas integrales están unidas con firmeza a la membrana, son anfipáticas y su región hidrofílica se extiende fuera de la célula o en el citoplasma, mientras que su región hidrofóbica interactúan con las colas de ácido graso de los fosfolípidos de membrana
Las proteínas periféricas no se incrustan en la bicapa de lípidos, se encuentran en la superficie interior o exterior de la membrana plasmática
Funciones de las proteínas de membrana
Anclaje
Transporte pasivo
Transporte activo
Actividad enzimática
Transducción de señales
Reconocimiento de células
Unión intercelular
Membrana permeable
Permite que una sustancia pase a través de ella
Membrana impermeable
No permite el paso de una sustancia
Membrana semipermeable
Ejemplo del modelo de mosaico fluido
La membrana puede ser una barrera que no permita el paso para una sustancia en determinado momento y promover activamente su paso en otro
La regulación de las sustancias o moléculas a través de la membrana regulan el volumen y composición interna iónica y molecular, permitiendo que el medio interno de la célula sea distinto a la del exterior
Proteínas de transporte de membrana
Proteínas transportadoras y proteínas de canal
Transporte mediado por el transportador
Las proteínas de transporte se unen al ion o a la molécula, experimentando cambios en su forma, provocando el movimiento a través de la membrana
Tipos de transporte mediado por el transportador
Difusión facilitada
Transporte activo mediado por el transportador
Transportadores ABC
Proteínas transportadoras que usan la energía donada por la ATP para el traslado de ciertos iones, azúcares y polipéptidos a través de las membranas celulares
Proteínas de canal
Forman túneles, llamados poros, a través de la membrana que pueden abrirse y cerrarse
Porinas
Proteínas transmembrana de canal que permiten que diversos solutos o moléculas de agua pasen a través de las membranas
Acuaporinas
Tipo de porinas que permiten el paso del agua a través de la membrana plasmática, pero no permiten el paso de iones y otras moléculas pequeñas
Transporte pasivo
No requiere que la célula gaste energía metabólica
Tipos de transporte pasivo
Difusión simple
Difusión facilitada
Difusión
Movimiento de partículas de una región de mayor concentración a una de menor concentración, determinado por el tamaño y forma de las partículas, cargas eléctricas y la temperatura
Difusión simple
Movimiento de partículas a través de la membrana por gradiente de concentración, sin necesidad de proteínas transportadoras
Difusión facilitada
Una proteína de transporte específica hace que la membrana sea permeable a un soluto en particular, permitiendo su movimiento a través de la membrana por gradiente de concentración
Transporte activo
Requiere que la célula invierta energía metabólica directamente para bombear materiales de una región de baja concentración a una región de alta concentración
Bomba de sodio-potasio
Ejemplo de transporte activo que utiliza energía del ATP
Tipos de endocitosis
Fagocitosis
Pinocitosis
Endocitosis mediada por receptores
Tipos de uniones celulares
Uniones de anclaje
Uniones estrechas
Uniones en hendidura
Plasmodesmos
Uniones de anclaje
Permiten que las células formen láminas fuertes y que las sustancias continúen pasando libremente a través de los espacios entre las membranas plasmáticas
Incluyen desmosomas y uniones adherentes
Uniones estrechas
Células adyacentes conectadas estrechamente, no permiten que las sustancias puedan filtrarse entre ellas
Uniones de anclaje
Tipo de unión entre células que no impide el paso de materiales entre las células adyacentes
Ejemplo de uniones de anclaje
Células que conforman la piel en los mamíferos
Tipos de uniones de anclaje
Desmosomas
Uniones adherentes
Desmosomas
Puntos de unión entre las células que permiten que las células formen láminas fuertes y que las sustancias continúen pasando libremente a través de los espacios entre las membranas plasmáticas
Uniones adherentes
Forman una banda continua de adherencia alrededor de cada célula, uniendo a la célula con las células vecinas y conectando los microfilamentos del citoesqueleto
Las células conectadas por uniones estrechas sellan las cavidades del cuerpo